“互联网+”背景下网络考试系统分析与设计

摘要：基于“互联网+”背景下的现代计算机网络及移动通信技术在高等教育中广泛应用，建设并使用网络考试系统用于普通高等教育和远程教育考试。这不仅可以提升考试组织工作的效率，解决网络考试中存在的各类问题，还可以实现预约考试、随到随考、随学随考等灵活的考试模式，很好地解决考试组织形式单一，工学矛盾突出的问题。

关键词：“互联网+”；网络考试系统；分析设计

在“互联网+”背景下，设计、开发和应用网络考试系统，以支持各级各类考试。这一举措与教育部的目标一脉相承：努力构建新的人才培养模式、发展基于互联网的教育服务模式、探索信息时代下的教育管理新模式。本系统将紧密跟随教育模式改革的步伐，最终实现考试对学习和教学的推动作用，提高教学质量，缓解工学矛盾，并凸显江苏开放大学的办学特色。

一、系统需求分析

（一）登录功能需求

这个功能是针对所有用户的，并且也是非常有必要的。用户首先在登录页面中输入用户名和密码，登录成功后进入网络考试系统；失败则返回登录页面重新登录。了保障用户信息数据的安全，若连续3次输入错误密码，系统将自动冻结该账户，并在30分钟内禁止该用户登录系统。如果用户确定是由于误操作导致被禁止登录，可以联系系统管理员。管理员在核实情况后可以解除该账号禁用状态，避免因误操作导致学生不能按时参加考试的情况发生。

（二）用户管理功能需求

系统管理员拥有管理系统所有用户的权限和功能。管理员登录系统后台，可以查看系统中所有学生用户和教师用户的信息，并且可以进行增加、删除、修改等操作。为了数据安全考虑，所有重要数据的变更都将被系统自动记录在系统日志中。

（三）考试课程管理功能需求

系统管理员可以对相关考试课程进行管理。管理员可以选择相关的考试课程进行添加、删除，也可以对课程的考核形式和课程负责人进行变更。

（四）题库管理功能需求

课程负责人可以对其负责的课程考试题库进行管理。课程负责人登录系统后，可进入其负责课程的考试题库进行试题的修改、添加、删除、禁用等操作。同时，还可以对试题的难易程度和对应课程的知识点进行标记和关联[1]。

（五）考试管理功能需求

考试管理模块主要由系统管理员和课程负责人使用。课程负责人登录系统后生成本次考试的试卷，系统管理员登录系统后，关联考试试卷并发布考试安排。完成上述流程后，学生才能通过登录系统查看考试安排进行考试预约。

（六）在线考试功能需求

学生用户可以在预约的时间段内登录网络考试系统，完成相关的考试。管理员可在线实时监控整个考试过程，包括考生的参考情况和考试秩序等。

（七）在线阅卷功能需求

考试结束后，教师用户可以登录系统进行在线阅卷。试卷的客观题部分由系统自动评阅，主观题部分由教师人工评阅。评阅完成后，系统会自动合成成绩。

（八）成绩管理功能需求

教师评阅结束后，管理员发布成绩。学生用户可登录系统查询自己本次考试成绩。

二、系统设计

（一）功能模块设计

用户管理、考试管理、题库管理、策略管理、批卷管理、考试预约和在线考试这七个部分共同组成了网络考试系统。

（二）系统数据库表设计

网络考试系统以课程、题库、教师、学生等作为数据库表的对象，主要表结构设计如下：

1.课程表

课程表中有三个字段，分别为ID、Cname和Des。其中，ID是主键，也是唯一标识字段；Cname是存储课程名称；Des用于对存储的课程进行简单描述。

2.题库表

题库选择题表包含五个字段，分别为ID、Question、Answer、Teachername、Courseid。其中，ID为主键，唯一标识字段；Question用于存储题干；Answer用于存储答案；Teachername用于存储出题老师姓名；Courseid用于标识题目的归属课程。

3.教师信息表

教师表包含ID、NO、Name、Sex和Age这五个字段。ID为主键，唯一标识字段；NO用于存储教师工号；Name用于存储教师姓名；Sex用于存储性别；Age用于存储年龄。

4.学生表

学生表包含ID、Sno、Name、Birthday、Sex、Tel、Email、Address、ClassId、 PowerId、Password和Des这十二个字段。其中ID是唯一标识字段。

三、系统功能建设

（一）在线考试系统的构建思路

1.遵循整体规划，分布总实施的建筑理念

以系统建设持续发展的特征为基础，在总体规划的基础上，根据每一阶段的具体情况逐步进行，并进行动态调整。通过建立该平台的基本业务架构和技术架构，使其逐步实现多功能、全方位的在线考试系统。

2.遵循统一标准和规范的总体建设思路

网络考试平台是一个重要的业务延伸平台，应该遵守教学教务平台统一的技术开发标准、资源描述、数据交换规范、数据存储、技术架构和文档规范，并将其贯穿于平台建设的每一个阶段和环节。

3.坚持开放与先进结合的设计理念

在构建过程中，要充分考虑开放的原则，如用户增加、业务拓展、模块变更、技术升级等因素，并为其留出可发展的空间。为确保平台的先进性和扩展性，要引入先进的技术和设计思想。

（二）用户登录功能建设

在大多数管理信息系统中，登录界面是一个系统的基础和重要组成部分。登录界面提供用户身份验证的功能，通过验证用户的身份可以确定其是否为系统的合法用户。这样系统可以对不同用户进行权限分配，从而实现对系统各类信息的有效管理。在该系统中，用户使用统一的身份验证方法，一般是通过提供预先设定的用户名称和口令进行驗证。系统会对提供的用户名称和口令与预先存储的用户信息进行比对，如果验证通过则认定该用户是系统的合法用户，并赋予其相应的权限。通过统一身份认证与权限控制系统的设计，可以确保系统对不同用户进行有效的身份认证和权限管理。

（三）建设考试的管理功能

该系统支持多种形式的网上考试和测验，如普通考试、随到随考、随学随考、自测练习等。它为学生们提供了一套统一的考试组织管理流程和规范，以此来实现题库管理、试卷库管理、策略组卷管理、考试组织管理、考生管理、考场分配、在线考试、考试过程监控、自动评卷、考试结果发布、考试结果查询、统计分析等考试全过程的管理。

（四）建设组卷功能

该系统有两种组卷模式：人工组卷和策略组卷。人工组卷是指学校的管理者或被授权的老师通过手工输入或从题库中抽取题目，形成一套试卷。而策略组卷是利用系统中定义的组卷策略，根据不同维度、题型和难度等设置抽题范围和抽题比例，系统根据策略自动从题库中提取试题，形成一张试卷。已设置的试题库中的试题还可以根据需要进行不断调整，并使用策略模板使得组卷可以重复使用[2]。

（五）考试的安全监控和防止舞弊的功能构建

系统提供了严格的身份验证和权限控制机制，在网络考试系统中，人脸识别技术可以有效地识别考生的身份。除此之外，系统还采用了多种形式来呈现考生的信息，包括考点监考人员管理、试题管理、考生考试状态监控、作弊行为记录等多种防作弊手段。这些都可以有效地控制和预防作弊行为的发生。

（六）设置考试过程控制功能

网络考试系统还提供了一个考试用机自动检测功能，它可以对考生计算机的相关设置展开检测。主要内容包括浏览器版本、插件安装和插件功能等检测。这样可以帮助考生更好地完成考试。

系统管理员可以灵活地设置考试的开始和结束时间。一旦考试开始，迟到的考生就不能再参与考试。考试还具有倒计时功能。在考试结束后，系统会自动收回试卷。这样就可以减少人为的干扰，确保考试的公平性。

通过这个系统，管理员可以实时观察考场的分配、考生的入场和交卷等情况。管理员可以全面了解考试的总体情况，并实现即时通知、作弊标记和强制交卷等功能[3]。如果在考试期间发生停电、停网或计算机死机等意外事件，考生只要解决了故障，重新登录考试系统，就可以恢复到故障发生之前的状态，并继续进行考试，而且不会丢失已经做好的答案[4]。

（七）在线评阅功能建设

考试结束后，阅卷教师可使用在线阅卷功能进行试卷的评阅。客观题由系统自动批阅，主观题由阅卷教师人工批阅，全部批阅完成后，系统自动合成成绩。

（八）设置对考试成绩的统计与分析功能

该系统拥有完善的成绩呈现和考试结果统计以及分析功能，具体内容包括答卷状态统计、交卷情况统计、通过情况统计、成绩分布统计以及试题的得分与准确率统计分析等。同时，该系统也提供了多种形式的呈现方式，如表格、图表等，来展示分析结果[5]。

四、系统测试

系统测试是网络考试系统全面上线使用前必不可少的环节。通过对考试全过程进行模拟，对测试中出现的问题进行及时地处理和优化。使用黑盒测试对网络考试系统进行测试，参与测试人数约为1500人。系统测试环境的软硬件配置如表1及表2 所示。以试卷管理和考试管理功能为例，如表3所示。最终测试效果良好，表明系统具有良好的可用性和可靠性。

五、结束语

江苏开放大学网络考试系统从调研、立项、建设、运行至今，对该项目情况总结如下。网络考试系统的优点有四点。第一点是采用了Post请求的方式开发。对用户而言，在提交信息后即得到实时反馈运行结果，避免出现重复刷新页面、加载时间较慢、用户体验差的情况。对开发者而言，Post请求方式实现了前后端解耦，避免产生大量的无用信息，减轻了服务器的负担。第二点，网络考试系统的技术体系结构的设计要与整体的网络考试业务流程和需求相匹配。需要按照系统的功能模块进行划分，并预留一些可以按照网络考试的特定要求来扩展的功能。这样可以确保系统的各个功能模块稳定和安全运行，同时提高网络考试系统的可扩展性，为将来的网络考试系统支持考试的改革和发展创造了条件。在此基础上，利用跨平台的技术架构，将各主要终端之间的数据进行贯通和融合。第三点是利用开放的 API接口，使网上考试系统与江苏开放大学的网上教学平台进行了系统连接，并完成了基础数据的统一。系统采用模块化设计和微服务化设计，具备很强的可扩展性。该系统的响应性能可以以实际在线用户数为基础，线性地提高，能够满足今后考试业务的长期发展需求。第四点是网络考试系统的开发应用，对各类型考试的有力支撑，为高等教育教学改革中的“教考分离”和“完全学分制”探索提供了可行性。

网络考试系统的不足之处有两点。首先，在系统功能方面还不够完善。虽然目前网络考试系统可以实现多种形式的考试组织方式，如普通考试、预约考试和随到随考，但在需求分析中未考虑到一些功能和流程，例如使用短信向学生推送考试信息、对考生行为进行分析等。在后续的系统迭代更新中，不断完善这些功能。其次，由于考生数量的快速增加，系统对在线考试的全过程支持略显不足，用户体验较差。当考试的并发量增大以及对系统性能的需求提高时，采用分布式技术、缓存技术和消息队列技术，来提高系统的高并发性能。通过分布式考试部署、服务器集群和云考试系统的部署，来快速扩展系统的承载能力。另外，还会优化SQL语句、重构前端代码，减少不必要的层级嵌套等方案来解决该问题。

六、结束语

设计、开发和應用网络考试系统，可以更好地支持各级各类考试，紧紧围绕教育部“努力构建‘互联网+背景下的人才培养新模式、发展以互联网为基础的教育服务新模式、探索信息时代教育管理新模式”的主题。紧紧跟随教育模式改革发展的步伐，最终实现“以考促学、以考促教”的目的，从而提高教学质量，缓解工学矛盾，并突出江苏开放大学的办学特色。

作者单位：李从明 江苏开放大学教务处

参  考  文  献

[1]任焕海.基于B/S架构的在线考试系统设计与实现[J].现代信息科技，2021，5（22）：13-16.

[2]耿静，钱琦，陈翀.开放大学智能化在线考试系统分析与设计[J].广西广播电视大学学报，2018（02）：20-24.

[3]程杉，丁卫.便携式自启动在线考试系统的构架与应用[J].医学教育管理，2017（04）：317-322.

[4]程玉彬.《Web前端》在线考试系统设计与实现[D].北京：首都经济贸易大学，2020.

[5]王玲.基于高并发处理模式的在线考试系统设计与实现[J].现代信息科技，2022，6（03）：18-20+24.

基金项目：本文系2019年度江苏省高等教育教改立项研究课题（重点课题） “互联网+背景下网络考试改革研究”（项目编号：2019JSJG604）阶段性研究成果。

李从明（1981.06-），男，江苏兴化，本科，实验师，研究方向：计算机技术在在线考试平台开发中的应用、远程教育、计算机技术及应用、学习支持服务。